CN108648558B - 一种有人机与无人机协同演练仿真座舱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有人机与无人机协同演练仿真座舱，包括：前座舱系统、后座舱系统、电源系统、电气系统以及操纵系统；前座舱系统和后座舱系统的结构相同，均包括座舱框架、座舱底座、底座盖板以及金属蒙皮，底座盖板连接于座舱底座的上方形成底座台架，座舱框架安装于底座台架的侧面，金属蒙皮呈包覆状连接于座舱框架上；前座舱系统的底座台架上安装有前座舱设备箱，用来将模拟座舱的电子设备集中放置；前座舱系统和后座舱系统内均设置有驾驶员座椅和座舱显示器。本发明具有结构简单、易实现、能够为协同模式验证和操作员演练提供支持等优点。

Description

一种有人机与无人机协同演练仿真座舱

技术领域

本发明主要涉及到无人机的仿真领域，特指一种有人机与无人机协同演练仿真座舱。

背景技术

随着无人机的广泛应用，有人机与无人机配合完成特定任务的协同模式已经被各国认可，为了提高协同的有效性和可靠性，需要研制有人机-无人机协同演练仿真系统，一方面验证协同控制机制、算法能否完成特定任务功能，另一方面也可以让有人机飞行员、无人机操作员、指挥员在仿真环境中反复练习，提高对协同模式的熟练度。

在传统仿真系统中缺少让有人机飞行员实际操作无人机的交互环境,因此需要构建一套以真实有人机为依据的，面向无人机指挥控制的有人机仿真座舱，为有人机飞行员提供无人机操控界面，以满足有人机-无人机协同演练的仿真需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、易实现、能够为协同模式验证和操作员演练提供支持的有人机与无人机协同演练仿真座舱。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种有人机与无人机协同演练仿真座舱，包括：前座舱系统、后座舱系统、电源系统、电气系统以及操纵系统；所述前座舱系统和后座舱系统的结构相同，均包括座舱框架、座舱底座、底座盖板以及金属蒙皮，所述底座盖板连接于座舱底座的上方形成底座台架，座舱框架安装于底座台架的侧面，金属蒙皮呈包覆状连接于座舱框架上；所述前座舱系统的底座台架上安装有前座舱设备箱，用来将模拟座舱的电子设备集中放置；所述前座舱系统和后座舱系统内均设置有驾驶员座椅和座舱显示器。

作为本发明的进一步改进：所述操纵系统中的操控量作为参数传输给有人机模拟模块，并将用户输入的无人机操控指令传输给无人机模拟器；所述控制系统上设置有开放的接口，用于在其上部署无人机控制软件模块。

作为本发明的进一步改进：所述前座舱设备箱安装到前座舱系统的底座台架上，并且在底座盖板上分别设有电子设备操作口盖和设备检修口盖。

作为本发明的进一步改进：所述前座舱系统和/或后座舱系统底部装配有两个以上的具有自锁功能的脚轮。

作为本发明的进一步改进：所述前座舱系统和/或后座舱系统上设有扶梯结构，供人员进出舱内之用。

作为本发明的进一步改进：所述操纵系统包括驾驶杆、油门杆和脚蹬，并配备有按钮、把手、滑块。

作为本发明的进一步改进：所述电气系统包括用来为模拟座舱数据分发、配电的接口单元，及为座舱同外界进行数据/电源交互的通用控制单元。

作为本发明的进一步改进：所述后座舱系统中还包括拉杆支撑结构，所述拉杆支撑结构包括上盖板、侧盖板和支撑部件；其中，所述支撑部件连接到底座盖板上，所述上盖板为可拆卸结构，通过连接件连接到支撑部件上，所述侧盖板直接焊接到支撑部件上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的有人机与无人机协同演练仿真座舱，结构简单、易实现，基于分析有人机-无人机协同演练中复杂的信息、功能交联关系，研究了有人机指挥控制无人机的功能界面需求，设计了双座有人机仿真座舱，在后舱配置了符合飞行员人机工效和交互方式的无人机操控界面，能够对有人机控制无人机这一新型任务样式进行仿真，为协同模式验证和操作员演练提供支持。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是本发明在具体应用实例中座舱系统的结构原理示意图。

图3是本发明在具体应用实例中座舱系统的主视结构原理示意图。

图4是本发明在具体应用实例中座舱底座的结构原理示意图。

图5是本发明在具体应用实例中底座台架的结构原理示意图。

图6是本发明在具体应用实例中金属蒙皮的结构原理示意图。

图7是本发明在具体应用实例中扶梯结构的安装结构原理示意图。

图8是本发明在具体应用实例中拉杆支撑结构的安装结构原理示意图。

图例说明：

1、座舱框架；2、座舱底座；3、底座盖板；4、金属蒙皮；5、前座舱设备箱；6、座舱显示器；7、扶梯结构；8、驾驶员座椅；9、显示器安装台架；100、前座舱系统；200、后座舱系统；300、拉杆支撑结构。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1-图7所示，本发明的一种有人机与无人机协同演练仿真座舱，包括：前座舱系统100、后座舱系统200、电源系统、电气系统以及操纵系统；其中：

前座舱系统100和后座舱系统200的结构相同，均包括座舱框架1、座舱底座2、底座盖板3以及金属蒙皮4，底座盖板3连接于座舱底座2的上方形成底座台架，座舱框架1安装于底座台架的侧面，金属蒙皮4呈包覆状连接于座舱框架1上；

所述前座舱系统100的底座台架上安装有前座舱设备箱5，用来将模拟座舱的电子设备集中放置。

所述前座舱系统100和后座舱系统200内均设置有驾驶员座椅8和座舱显示器6。

本发明的有人机-无人机协同演练仿真座舱系统应能逼真地模拟飞机前后舱内的操控，并能将飞行员输入的摇杆、蹬舵等操控量作为参数传输给有人机模拟模块，可将用户输入的无人机操控指令传输给无人机模拟器。系统提供开放的接口，支持在其上部署无人机控制相关软件模块。

在具体应用实例中，座舱系统中的座舱底座2使用金属角材焊接而成，焊接后使用砂轮对所有焊点进行打磨，要求平整，光洁。角材焊接后检查，不允许存在漏焊，错焊，夹渣等焊接缺陷。焊接检验完成后，使用去应力震动仪器消除焊接应力，并覆盖保护罩进行自然实效，确保焊接后底座平整。上述操作全部完成后，进行底座校平。

在具体应用实例中，座舱系统中的底座盖板3，选用8mm厚钢板，按照尺寸要求，使用火花切割，下料，去除毛刺，尖边等。用铣床将上下表面的氧化皮及锈蚀层全部去除，加工完成后涂油防锈。将已经处理好的底座盖板3焊接到座舱底座2上，焊后检查、打磨焊点，去除焊接杂质，用去应力震动仪器消除焊接应力。上述操作全部完成后，进行底座校平。

在具体应用实例中，根据座舱的实际的使用环境，以及使用频率和后续的维护，保养等情况，金属蒙皮4选用厚度2mm的钢板。用激光切割按照尺寸进行下料，完成后检验零件尺寸。按照尺寸进行滚弯成型，滚弯成型完成后要求进行目视检查，要求外形光顺，不允许有目视可见的裂纹、褶皱，对蒙皮零件进行尺寸测量。

在具体应用实例中，座舱框架1的结构采用金属角材拉弯、焊接而成，框架结构完成后，在整体将框架焊接到底座盖板3上。焊接后使用砂轮对所有焊点进行打磨，要求平整，光洁。角材焊接后检查，不允许存在漏焊，错焊，夹渣等焊接缺陷。焊接检验完成后，使用去应力震动仪器消除焊接应力，并进行自然实效。前座舱两侧框架焊接完成后，进行校型。

在具体应用实例中，座舱系统内还包括有座舱显示器6，本实例中共有2个，分别为10/27英寸。座舱显示器6通过显示器安装台架9安装，该显示器安装台架9由2mm厚钢板滚弯成型而成，通过铆接的方式安装到座舱框架1上。操作者可以根据实际情况，调整座舱显示器6的角度，达到最佳的使用效果。

在具体应用实例中，前座舱设备箱5由上盖板和前盖板2mm厚钢板滚弯成型而成，通过铆接的方式安装到座舱框架1上，并且在底座盖板3上分别设有电子设备操作口盖和设备检修口盖（图中未视出）。将模拟座舱的电子设备集中放置在前座舱设备箱5中，方便布线，维护及检修。电子设备操作口盖和设备检修口盖采用暗锁式结构，外观美观，方便实用。

在具体应用实例中，为了方便座舱使用，在座舱系统底部各装配有4个具有自锁功能的脚轮，考虑座舱实际重量以及实际使用情况，脚轮极限承重500kg/个，满足设计使用要求。每个脚轮都通过单独的支撑结构安装到座舱底座2上，安全可靠，方便维护和修理。

进一步，在具体应用实例中，座舱系统上设有扶梯结构7，为方便人员进出前后舱之用。扶梯结构7采用可移动式扶梯，使用五层标准台阶，在扶梯底部安装有自锁功能的脚轮，安全可靠。

进一步，在具体应用实例中，座舱系统中设置有驾驶员座椅8，完全满足座舱内部空间布置要求，具有前后和高度调整功能。

在具体应用实例中，参见图8，后座舱系统200中还包括拉杆支撑结构300，该拉杆支撑结构300包括上盖板、侧盖板、支撑结构。其中，支撑结构采用金属角材焊接而成，焊接后要求打磨焊点，并进行检查，焊后校平。支撑结构修整完成后焊接到底座盖板3上。上盖板、侧盖板材料均选用厚度2mm的钢板，按照尺寸使用激光切割方式直接下料、成型。考虑到具体的使用，拉杆总成部件的维护和维修、更换等情况，上盖板采用可拆卸结构，使用螺钉连接到支撑结构上（螺钉未视出）。侧盖板直接焊接到支撑结构上。

在具体应用实例中，电源系统使用常规220伏特交流电源。座舱电气单元为模拟座舱数据分发、配电、接口单元，本部分为座舱同外界进行数据/电源交互的通用控制单元。2台计算机使用专用的托架安装在前座舱工具箱内，以太总线交换机使用专用的托架安装在前座舱工具箱内，相关的电器元件开关、插座就近布置，用集束带对电线进行集束。4台显示器使用专用的托架安装在座舱内相关位置，集束带对电线进行集束。油门、侧杆套件安装在座舱拉杆支撑结构300上，相应导线使用集束带集束。脚蹬安装在座舱台架盖板上，相应导线使用集束带集束。

在具体应用实例中，操纵系统包括驾驶杆、油门杆和脚蹬，配备有按钮、把手、滑块。模拟座舱底部安装台架及脚轮，脚轮带自锁功能。仪表板台架及显示器安装架，采用合金铝板数控成型。遮光罩及结构，使用高强度塑料板，成型后胶结至座舱主结构上。

在具体应用实例中，有人机-无人机协同演练仿真座舱对无人机的控制功能主要集成在后舱界面上，受限于有人机后舱屏幕显示区域的限制，大部分操控功能子界面采用可折叠式设计收于屏幕两侧，只有需要时才展开显示。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种有人机与无人机协同演练仿真座舱，其特征在于，包括：前座舱系统、后座舱系统、电源系统、电气系统以及操纵系统；所述前座舱系统和后座舱系统的结构相同，均包括座舱框架、座舱底座、底座盖板以及金属蒙皮，所述底座盖板连接于座舱底座的上方形成底座台架，座舱框架安装于底座台架的侧面，金属蒙皮呈包覆状连接于座舱框架上；所述前座舱系统的底座台架上安装有前座舱设备箱，用来将模拟座舱的电子设备集中放置；所述前座舱系统和后座舱系统内均设置有驾驶员座椅和座舱显示器；所述操纵系统中的操控量作为参数传输给有人机模拟模块，并将用户输入的无人机操控指令传输给无人机模拟器。

2.根据权利要求1所述的有人机与无人机协同演练仿真座舱，其特征在于，所述操纵系统上设置有开放的接口，用于在其上部署无人机控制软件模块。

3.根据权利要求1所述的有人机与无人机协同演练仿真座舱，其特征在于，所述前座舱设备箱安装到前座舱系统的底座台架上，并且在底座盖板上分别设有电子设备操作口盖和设备检修口盖。

4.根据权利要求1或2或3所述的有人机与无人机协同演练仿真座舱，其特征在于，所述前座舱系统和/或后座舱系统底部装配有两个以上的具有自锁功能的脚轮。

5.根据权利要求1或2或3所述的有人机与无人机协同演练仿真座舱，其特征在于，所述前座舱系统和/或后座舱系统上设有扶梯结构，供人员进出舱内之用。

6.根据权利要求1或2或3所述的有人机与无人机协同演练仿真座舱，其特征在于，所述操纵系统包括驾驶杆、油门杆和脚蹬，并配备有按钮、把手、滑块。

7.根据权利要求1或2或3所述的有人机与无人机协同演练仿真座舱，其特征在于，所述电气系统包括用来为模拟座舱数据分发、配电的接口单元，及为座舱同外界进行数据/电源交互的通用控制单元。

8.根据权利要求1或2或3所述的有人机与无人机协同演练仿真座舱，其特征在于，所述后座舱系统中还包括拉杆支撑结构，所述拉杆支撑结构包括上盖板、侧盖板和支撑部件；其中，所述支撑部件连接到底座盖板上，所述上盖板为可拆卸结构，通过连接件连接到支撑部件上，所述侧盖板直接焊接到支撑部件上。

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